広範囲な非比例・多軸負荷状態下における低サイクル疲労寿命評価法の一提案

一种大范围非比例多轴加载条件下低周疲劳寿命评估方法的建议

• 批准号: 07750100
• 负责人: 伊藤 隆基
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750100/
• 关键词: 低サイクル疲労; 組合せ応力; 非比例負荷; 寿命予測; 破壊・クライテリオン; 構成式; 転位

本研究は目的は広範囲な応力・ひずみ状態の非比例・多軸負荷下で使用される材料の低サイクル疲労強度評価法の開発にある.熱応力と機械的応力の重畳により主応力・主ひずみ軸方向が時間的に変化する非比例負荷状態にある構造部材の強度設計には,従来ASME Boiler & Pressure Vessel Code Case N-47中の設計基準が使用されてきたが,最近の研究成果によるとこの設計基準では必ずしも安全側の設計とはならず,時によっては危険側予測を与えることが指摘されてきた.本研究では,これまでに申請者が実施した広域な比例および非比例多軸負荷下での豊富な低サイクル疲労試験結果と他の研究機関で実施された試験データを基に,非比例負荷による寿命低下のメカニズムの解明と適切な計算等による解析を通じて,同負荷状態下でのASMEの設計基準に代わる低サイクル疲労強度評価法を提案した.非比例・多軸低サイクル疲労寿命評価法の確立に重要な因子は,(a)非比例負荷による応力増加量の的確な評価,(b)その負荷経路依存性および材料依存性の適切な定量的評価であることが判明した.すなわち,(a)および(b)を正確に評価することが寿命評価法を確立する上で重要な因子であることがわかった.非比例負荷による寿命低下と密接な関係にある同負荷による応力が増加する現象は,材料内部における転位の移動を含むすべり系の活動が結晶粒界や交差すべりなどによる周囲からの様々な拘束に起因すると考えられる.本研究では,これらの複雑な微視的挙動を提案した材料および負荷経路依存性を表す2つのパラメータαおよびf_<NP>によって定量的に評価した.さらに非比例・多軸負荷下での低サイクル疲労寿命を統一的に評価しうるαおよびf_<NP>を組み入れたたずみ基準の寿命評価パラメータを提案した.

本研究的目的是开发一种评估在各种应力​​和应变状态下非比例和多轴载荷下使用的材料的低周疲劳强度的方法。虽然N-47中的设计标准已经被使用，但最近的研究结果指出，这个设计标准并不一定会带来安全的设计，在某些情况下它可能会预测出危险的一面。申请人在大面积比例和非比例多轴载荷下进行的广泛的低周疲劳试验，以及在其他研究所进行的试验数据。 ,通过阐明非比例载荷导致寿命降低的机理并利用适当的计算对其进行分析，我们提出了一种在相同载荷条件下取代ASME设计标准的低周疲劳强度评估方法。非比例多轴低周疲劳强度评估方法-循环疲劳 建立寿命评估方法的重要因素是（a）准确评估由于非比例载荷引起的应力增加量，以及（b）适当评估载荷路径依赖性和材料依赖性。事实证明，评价是定量的。换句话说，我们发现准确评价(a)和(b)是建立寿命评价方法的重要因素。由于非比例负载而导致寿命下降的现象同一载荷产生的应力，与在本研究中，我们使用两个参数 α 和 f_<NP> 来定量评估这些复杂的微观行为，这两个参数代表所提出的材料和载荷路径依赖性。・我们提出了一种基于应变的寿命评估参数，结合了 α 和 f_<NP>，可以统一评估多轴载荷下的低周疲劳寿命。